PVC壓延膜是我們?nèi)粘S家的產(chǎn)品,如袋子、塑料棚膜等,下面青島賽諾聚乙烯蠟廠家為您分析PVC壓延收縮,本文分為兩部分,本篇為第一部分。
物料通過兩個相反旋轉的輥筒時,受到強烈的剪切應力,產(chǎn)速拖曳流動,PVC分子會順著壓延方向發(fā)生分子取向;部分被拉直的分子鏈來不及松弛就被冷卻定型。
物料進入壓延輥筒間隙時,流線發(fā)生收斂,壓力從零變得很大,出現(xiàn)流動方向的速度梯度,產(chǎn)生拉伸力。高分子在流動時各液體層間總存在一定的速度梯度,細而長的大分子若同時穿過幾個流速不等的液層時,同一大分子的各個部分就要以不同速度前進,這種情況顯然是不能持久的,因此,在流動時,每個長鏈分子總是力圖使自己全部進入同一流速的流層,不同流速液層的平行分布就導致了大分子在流動方向上的取向;同時由于在壓延時積料形狀(國內(nèi)絕大部分設備積料為紡錘形)和物料、輥筒橫向溫度不統(tǒng)一,物料受到的切向應力和法向應力不一致,分子鏈構象變化程度并不是非常統(tǒng)一。
PVC壓延物料在各段的狀態(tài)
彈性形變(虎克形變):可逆性形變,外力去除,形變立即恢復。
塑性形變(強迫高彈形變):有屈服強度,分子鏈有取向。
粘性形變:無屈服強度,分子間滑移,無取向;受力時發(fā)生分子鏈的相對位移,外力除去后粘性流動不能回復,是不可逆形變。(粘性流動)。
一般來說,在一定溫度下,聚合物在屈服應力的作用下,取向程度是隨拉伸比增大而增大。
隨著拉伸溫度的提高,屈服強度越來越小,最后消失,就變?yōu)槿缤鹉z無屈服點拉伸。聚合物只有在存在屈服應力的作用下,拉伸才會出現(xiàn)取向。
取向過程是一種分子有序化的過程,只有依靠外力場的幫助才能實現(xiàn)。高分子取向的過程是運動的過程,必須克服高聚物內(nèi)部的黏滯阻力,因而完成取向的過程需要一定的時間。在外力的作用下,將首選發(fā)生鏈段的取向,然后才是整個分子的取向。兩種運動單元所受到的阻力大小不同,因而兩類取向過程的速度有快慢之分。為了維持取向狀態(tài)獲得取向材料,必須在取向后使溫度迅速降到玻璃化溫度以下,將分子和鏈段的運動凍結起來。這種凍結的熱力學非平衡狀態(tài)只有相對的穩(wěn)定性,當時間較長、溫度較高或高聚物溶脹時,仍要發(fā)生自發(fā)的解取向。解取向的作用與材料的結晶程度、玻璃化溫度有關。
拉伸取向過程中同時發(fā)生松弛現(xiàn)象:薄膜被拉伸時,處于不平衡構象,要逐漸過渡到平衡的構象,使分子趨向紊亂無序,是一個自發(fā)的過程。即鏈段隨著外力的方向運動以減小或者消除內(nèi)部應力,如果T很高(>>Tg),鏈運動摩擦阻力很小,應力很快松弛掉了,所以觀察不到;反之,內(nèi)摩擦阻力很大,鏈段運動能力差,應力松弛慢,也觀察不到。高聚物屈服點前形變是完全可以回復的,屈服點后高聚物將在應力下“塑性流動”,即鏈段沿外力方向開始取向。
聚合物拉伸應力σ和應變ε 的關系為:σ-σy=Eε(E-彈性模量; σy-屈服應力)[雙向拉伸塑料薄膜m,尹燕平]
1. σ<σy時,材料處于瞬間可逆的變形狀態(tài)。由于分子鍵角的扭變和分子鏈的伸長,使材料產(chǎn)生高彈拉伸。此時取向程度低,取向結構不穩(wěn)定,拉伸應力解除后能完全恢復。
2. σ>σy時,這種變形是分子排直的變形。材料在持續(xù)應力作用下,能產(chǎn)生塑性拉伸。此時拉伸應力σ中一部分用于克服屈服應力,剩余的部分引起塑性拉伸,迫使高彈態(tài)下的大分子發(fā)生解纏和滑移,使材料產(chǎn)生以塑性變形為主的不可逆伸長。所以這種拉伸能獲得穩(wěn)定的取向結構和高的取向度。
無規(guī)聚氯乙烯,主鏈上有手性碳原子,有微弱的結晶能力,由于氯原子電負性較大,分子鏈上相鄰的氯原子互相排斥彼此錯開排列,有利于結晶。在輕度結晶的高聚物中,微晶體起著類似交聯(lián)點的作用,有利于屈服強度增加。
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